/*
 * mpu6050.c
 *
 *  Created on: 2021年7月15日
 *      Author: 本地账户
 */

#include "mpu6050.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "uart.h"


//初始化MPU6050
//返回值:0,成功
//    其他,错误代码
u8 MPU_Init(void)
{
	u8 res;
	IIC3_Init();//初始化IIC总线
	MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80);	//复位MPU6050
    delay_ms(100);
	MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00);	//唤醒MPU6050
	MPU_Set_Gyro_Fsr(3);					//陀螺仪传感器,±2000dps
	MPU_Set_Accel_Fsr(0);					//加速度传感器,±2g
	MPU_Set_Rate(50);						//设置采样率50Hz
	MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00);	//关闭所有中断
	MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00);	//I2C主模式关闭
	MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00);	//关闭FIFO
	MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80);	//INT引脚低电平有效
	res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
	if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确
	{
		MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01);	//设置CLKSEL,PLL X轴为参考
		MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00);	//加速度与陀螺仪都工作
		MPU_Set_Rate(50);						//设置采样率为50Hz
 	}else return 1;
	return 0;
}
//设置MPU6050陀螺仪传感器满量程范围
//fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
//返回值:0,设置成功
//    其他,设置失败
u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr)
{
	return MPU_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//设置陀螺仪满量程范围
}
//设置MPU6050加速度传感器满量程范围
//fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
//返回值:0,设置成功
//    其他,设置失败
u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr)
{
	return MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//设置加速度传感器满量程范围
}
//设置MPU6050的数字低通滤波器
//lpf:数字低通滤波频率(Hz)
//返回值:0,设置成功
//    其他,设置失败
u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf)
{
	u8 data=0;
	if(lpf>=188)data=1;
	else if(lpf>=98)data=2;
	else if(lpf>=42)data=3;
	else if(lpf>=20)data=4;
	else if(lpf>=10)data=5;
	else data=6;
	return MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//设置数字低通滤波器
}
//设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)
//rate:4~1000(Hz)
//返回值:0,设置成功
//    其他,设置失败
u8 MPU_Set_Rate(u16 rate)
{
	u8 data;
	if(rate>1000)rate=1000;
	if(rate<4)rate=4;
	data=1000/rate-1;
	data=MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data);	//设置数字低通滤波器
 	return MPU_Set_LPF(rate/2);	//自动设置LPF为采样率的一半
}

//得到温度值
//返回值:温度值(扩大了100倍)
short MPU_Get_Temperature(void)
{
    u8 buf[2];
    short raw;
	float temp;
	MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf);
    raw=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];
    temp=36.53+((double)raw)/340;
    return temp*100;;
}
//得到陀螺仪值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
//返回值:0,成功
//    其他,错误代码
u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz)
{
    u8 buf[6],res;
	res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_GYRO_XOUTH_REG,6,buf);
	if(res==0)
	{
		*gx=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];
		*gy=((u16)buf[2]<<8)|buf[3];
		*gz=((u16)buf[4]<<8)|buf[5];
	}
    return res;;
}
//得到加速度值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
//返回值:0,成功
//    其他,错误代码
u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
{
    u8 buf[6],res;
	res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG,6,buf);
	if(res==0)
	{
		*ax=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];
		*ay=((u16)buf[2]<<8)|buf[3];
		*az=((u16)buf[4]<<8)|buf[5];
	}
    return res;;
}
//IIC连续写
//addr:器件地址
//reg:寄存器地址
//len:写入长度
//buf:数据区
//返回值:0,正常
//    其他,错误代码
u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
	u8 i;
    IIC3_Start();
	IIC3_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
	if(IIC3_Wait_Ack())	//等待应答
	{
		IIC3_Stop();
		return 1;
	}
    IIC3_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		IIC3_Send_Byte(buf[i]);	//发送数据
		if(IIC3_Wait_Ack())		//等待ACK
		{
			IIC3_Stop();
			return 1;
		}
	}
    IIC3_Stop();
	return 0;
}
//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取的长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值:0,正常
//    其他,错误代码
u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
 	IIC3_Start();
	IIC3_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
	if(IIC3_Wait_Ack())	//等待应答
	{
		IIC3_Stop();
		return 1;
	}
    IIC3_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
    IIC3_Start();
	IIC3_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令
    IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
	while(len)
	{
		if(len==1)*buf=IIC3_Read_Byte(0);//读数据,发送nACK
		else *buf=IIC3_Read_Byte(1);		//读数据,发送ACK
		len--;
		buf++;
	}
    IIC3_Stop();	//产生一个停止条件
	return 0;
}
//IIC写一个字节
//reg:寄存器地址
//data:数据
//返回值:0,正常
//    其他,错误代码
u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data)
{
    IIC3_Start();
	IIC3_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
	if(IIC3_Wait_Ack())	//等待应答
	{
		IIC3_Stop();
		return 1;
	}
    IIC3_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
	IIC3_Send_Byte(data);//发送数据
	if(IIC3_Wait_Ack())	//等待ACK
	{
		IIC3_Stop();
		return 1;
	}
    IIC3_Stop();
	return 0;
}
//IIC读一个字节
//reg:寄存器地址
//返回值:读到的数据
u8 MPU_Read_Byte(u8 reg)
{
	u8 res;
    IIC3_Start();
	IIC3_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
	IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
    IIC3_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
    IIC3_Start();
	IIC3_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送器件地址+读命令
    IIC3_Wait_Ack();		//等待应答
	res=IIC3_Read_Byte(0);//读取数据,发送nACK
    IIC3_Stop();			//产生一个停止条件
	return res;
}


double MPU_GetPitch(CondVector* X)
{
	 double pitch;
	  MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);
		accelx = aacx/16384.0;
		accely = aacy/16384.0;
		accelz = aacz/16384.0;

		MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);
		gyroGx = (gyrox-gyroErrorGx)*8/131.0;
		gyroGy = (gyroy-gyroErrorGy)*8/131.0;
		gyroGz = (gyroz-gyroErrorGz)*8/131.0;
		temp = atan2(accelx,accelz)*RAD2DEG;
		X->omega = gyroGy;
		KalmanFilter(temp,X);
		pitch = X->theta;

	  return pitch;
}

void Get_Gyro_Static_Error(void)
{
	int i=0;
	int gyrox_add=0,gyroy_add=0,gyroz_add=0;
	for(i=0;i<500;i++)
	{

		MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);
		MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);
		delay_ms(5);
		gyrox_add+=gyrox;
		gyroy_add+=gyroy;
		gyroz_add+=gyroz;
	}
	gyroErrorGx=(float)(gyrox_add/500.0);
	gyroErrorGy=(float)(gyroy_add/500.0);
	gyroErrorGz=(float)(gyroz_add/500.0);

}



